EP3696514B1 - Sensor assembly and method for operating a sensor assembly - Google Patents
Sensor assembly and method for operating a sensor assembly Download PDFInfo
- Publication number
- EP3696514B1 EP3696514B1 EP19157089.4A EP19157089A EP3696514B1 EP 3696514 B1 EP3696514 B1 EP 3696514B1 EP 19157089 A EP19157089 A EP 19157089A EP 3696514 B1 EP3696514 B1 EP 3696514B1
- Authority
- EP
- European Patent Office
- Prior art keywords
- pwm
- sensor
- signal
- asic
- max
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims description 15
- 238000012545 processing Methods 0.000 claims description 48
- 238000012937 correction Methods 0.000 claims description 19
- 238000005259 measurement Methods 0.000 claims description 17
- 230000001419 dependent effect Effects 0.000 claims description 11
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims description 10
- 238000007781 pre-processing Methods 0.000 claims description 9
- 230000006870 function Effects 0.000 description 9
- 238000009529 body temperature measurement Methods 0.000 description 6
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 3
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 3
- 238000013461 design Methods 0.000 description 2
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 2
- 239000003990 capacitor Substances 0.000 description 1
- 238000001914 filtration Methods 0.000 description 1
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 1
- 230000000630 rising effect Effects 0.000 description 1
- 230000008054 signal transmission Effects 0.000 description 1
- 238000004148 unit process Methods 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01K—MEASURING TEMPERATURE; MEASURING QUANTITY OF HEAT; THERMALLY-SENSITIVE ELEMENTS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- G01K7/00—Measuring temperature based on the use of electric or magnetic elements directly sensitive to heat ; Power supply therefor, e.g. using thermoelectric elements
- G01K7/16—Measuring temperature based on the use of electric or magnetic elements directly sensitive to heat ; Power supply therefor, e.g. using thermoelectric elements using resistive elements
- G01K7/22—Measuring temperature based on the use of electric or magnetic elements directly sensitive to heat ; Power supply therefor, e.g. using thermoelectric elements using resistive elements the element being a non-linear resistance, e.g. thermistor
- G01K7/24—Measuring temperature based on the use of electric or magnetic elements directly sensitive to heat ; Power supply therefor, e.g. using thermoelectric elements using resistive elements the element being a non-linear resistance, e.g. thermistor in a specially-adapted circuit, e.g. bridge circuit
- G01K7/25—Measuring temperature based on the use of electric or magnetic elements directly sensitive to heat ; Power supply therefor, e.g. using thermoelectric elements using resistive elements the element being a non-linear resistance, e.g. thermistor in a specially-adapted circuit, e.g. bridge circuit for modifying the output characteristic, e.g. linearising
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01D—MEASURING NOT SPECIALLY ADAPTED FOR A SPECIFIC VARIABLE; ARRANGEMENTS FOR MEASURING TWO OR MORE VARIABLES NOT COVERED IN A SINGLE OTHER SUBCLASS; TARIFF METERING APPARATUS; MEASURING OR TESTING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- G01D18/00—Testing or calibrating apparatus or arrangements provided for in groups G01D1/00 - G01D15/00
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01D—MEASURING NOT SPECIALLY ADAPTED FOR A SPECIFIC VARIABLE; ARRANGEMENTS FOR MEASURING TWO OR MORE VARIABLES NOT COVERED IN A SINGLE OTHER SUBCLASS; TARIFF METERING APPARATUS; MEASURING OR TESTING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- G01D18/00—Testing or calibrating apparatus or arrangements provided for in groups G01D1/00 - G01D15/00
- G01D18/008—Testing or calibrating apparatus or arrangements provided for in groups G01D1/00 - G01D15/00 with calibration coefficients stored in memory
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01D—MEASURING NOT SPECIALLY ADAPTED FOR A SPECIFIC VARIABLE; ARRANGEMENTS FOR MEASURING TWO OR MORE VARIABLES NOT COVERED IN A SINGLE OTHER SUBCLASS; TARIFF METERING APPARATUS; MEASURING OR TESTING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- G01D21/00—Measuring or testing not otherwise provided for
- G01D21/02—Measuring two or more variables by means not covered by a single other subclass
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01D—MEASURING NOT SPECIALLY ADAPTED FOR A SPECIFIC VARIABLE; ARRANGEMENTS FOR MEASURING TWO OR MORE VARIABLES NOT COVERED IN A SINGLE OTHER SUBCLASS; TARIFF METERING APPARATUS; MEASURING OR TESTING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- G01D3/00—Indicating or recording apparatus with provision for the special purposes referred to in the subgroups
- G01D3/02—Indicating or recording apparatus with provision for the special purposes referred to in the subgroups with provision for altering or correcting the law of variation
- G01D3/022—Indicating or recording apparatus with provision for the special purposes referred to in the subgroups with provision for altering or correcting the law of variation having an ideal characteristic, map or correction data stored in a digital memory
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01K—MEASURING TEMPERATURE; MEASURING QUANTITY OF HEAT; THERMALLY-SENSITIVE ELEMENTS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- G01K7/00—Measuring temperature based on the use of electric or magnetic elements directly sensitive to heat ; Power supply therefor, e.g. using thermoelectric elements
-
- H—ELECTRICITY
- H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
- H03M—CODING; DECODING; CODE CONVERSION IN GENERAL
- H03M1/00—Analogue/digital conversion; Digital/analogue conversion
- H03M1/66—Digital/analogue converters
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01D—MEASURING NOT SPECIALLY ADAPTED FOR A SPECIFIC VARIABLE; ARRANGEMENTS FOR MEASURING TWO OR MORE VARIABLES NOT COVERED IN A SINGLE OTHER SUBCLASS; TARIFF METERING APPARATUS; MEASURING OR TESTING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- G01D3/00—Indicating or recording apparatus with provision for the special purposes referred to in the subgroups
- G01D3/028—Indicating or recording apparatus with provision for the special purposes referred to in the subgroups mitigating undesired influences, e.g. temperature, pressure
- G01D3/036—Indicating or recording apparatus with provision for the special purposes referred to in the subgroups mitigating undesired influences, e.g. temperature, pressure on measuring arrangements themselves
- G01D3/0365—Indicating or recording apparatus with provision for the special purposes referred to in the subgroups mitigating undesired influences, e.g. temperature, pressure on measuring arrangements themselves the undesired influence being measured using a separate sensor, which produces an influence related signal
Definitions
- the present invention relates to a sensor arrangement for detecting variable physical measured variables and a method for operating such a sensor arrangement.
- sensor arrangements which output the corresponding measured variables after suitable preprocessing and further processing via a signal processing unit as pulse-width-modulated signals or PWM signals.
- the measured variable recorded is contained in the generated PWM signal in a coded manner via the pulse duty factor p of the PWM signal.
- the PWM signal For further processing of the PWM signal, provision is usually made to demodulate and amplify the PWM signal with the duty cycle p, which is dependent on the measured variable, via an amplifier unit and thus convert it into an analog current or voltage signal within a certain current or voltage range; For example, in the case of a current signal, a current range between 4 mA and 20 mA or, in the case of a voltage signal, a voltage range between 0 V and 10 V is usual for the analog output signal.
- both the electronic components used in the signal processing unit and in the amplifier unit are subject to fluctuations in practice, which can result, for example, in variable voltages of the PWM signal, fluctuating offset voltages of operational amplifiers or varying resistance tolerances of amplifier stages. This leads to the fact that, despite identical measured variables, the measured values output by the sensor arrangement in the form of the analog current or voltage signals from sensor arrangement to sensor arrangement fluctuate in an unacceptable manner and thus impair the desired measuring accuracy.
- the present invention is based on the object of creating a sensor arrangement for acquiring variable physical measured variables, which enables a highly accurate and reliable output of analog current or voltage signals with regard to the physical measured variables recorded with the least possible circuitry complexity.
- this invention is based on the object of creating a method for operating a sensor arrangement for acquiring variable physical measured variables, which method enables high-precision output of analog current or voltage signals with regard to the physical measured variables that are recorded.
- An arrangement-specific conversion rule is advantageously stored in the digital signal processing unit, which describes a linear relationship between the measured value of the sensor signal and a duty cycle parameter of the pulse-width-modulated output signal.
- a minimum sensor limit measured value and a maximum sensor limit measured value are also stored in the memory unit, which limit the sensor measuring range,
- the at least one sensor, the digital signal processing unit and the memory unit are arranged together in an ASIC and the amplifier unit is embodied separately from the ASIC.
- the memory unit can be designed as a non-volatile memory unit.
- the amplifier unit can be designed as an amplifier circuit with a low-pass filter.
- Two sensors are advantageously provided, of which a first sensor is designed as a temperature sensor and a second sensor is designed as a humidity sensor.
- the method according to the invention is used to operate a sensor arrangement in a measuring operation and in a calibration operation.
- an arrangement-specific conversion rule is preferably stored in the digital signal processing unit, which describes a linear relationship between the measured value of the sensor signal and a duty cycle parameter of the pulse-width-modulated output signal.
- the measures according to the invention make it possible to considerably reduce the circuit complexity required to provide the high-precision, output-side analog current or voltage signals.
- no complex components such as D / A converters are required due to the digital signal processing provided for generating the PWM signal.
- the digital signal processing provided also enables an extremely flexible setting of the relationship between the respective measured variable and the pulse duty factor of the PWM signal.
- FIG. 1 An exemplary embodiment of the sensor arrangement according to the invention for acquiring variable physical measured variables is shown in Figure 1 shown in a highly schematic block diagram.
- the sensor arrangement has, on the one hand, an integrated circuit in the form of an ASIC 10, which comprises various analog and digital signal processing components; their functions are described in detail below.
- the ASIC 10 is designed as a mixed-signal ASIC and is suitable for processing analog and digital signals.
- the sensor arrangement according to the invention comprises an amplifier unit 20 which converts a measured variable-dependent PWM signal PWM supplied by ASIC 10 into an analog output signal.
- conversion into an analog voltage signal U OUT is provided, as is also the case in FIG Figure 3 is shown in more detail.
- the PWM signal has an essentially rectangular profile between a LOW level (0V) and a HIGH level (VDD), the HIGH level corresponding to the supply voltage VDD of the ASIC 10.
- VDD HIGH level corresponding to the supply voltage VDD of the ASIC 10.
- the analog voltage signal U OUT generated in this way is then not fed into the Figures shown subsequent electronics output for further processing.
- the amplifier unit 20 is designed as an amplifier circuit with a low-pass filter; the low pass can be designed as a first or higher order low pass. That is, in addition to filtering and converting the PWM signal PWM, the amplifier unit 20 also amplifies the resulting analog signal U OUT in a suitable manner.
- reference numeral 15 denotes an LDO (Low Drop Out) voltage regulator, via which the ASIC 10 is supplied with voltage.
- the LDO voltage regulator 15 reduces the external supply voltage to a voltage value that is suitable for the ASIC, e.g. 1.8V.
- the sensor arrangement according to the invention outputs an analog voltage signal in the range between 0 V and 10 V to the subsequent electronics.
- the recording of the temperature T and the humidity rH is provided as variable physical measured variables.
- a first sensor 11 for temperature measurement and a second sensor 12 for humidity measurement are formed in the analog part of ASIC 10.
- the sensor 11 for temperature measurement can comprise a transistor in which a temperature-dependent base-emitter voltage is measured with the aid of an AD converter and converted into a digital signal.
- a plate capacitor can be used as sensor 12 for humidity measurement, the humidity-dependent capacitance of which is detected by means of a capacitance measuring stage and converted into a digital signal.
- the sensors 11, 12 integrated in the ASIC 10 thus provide raw sensor signals T_RAW, rH_RAW with regard to the respective measured variables T, rH on the output side.
- the sensor raw signals T_RAW, rH_RAW are digital data words, e.g. in the form of 16-bit data words, which are sent by the sensors 11, 12 are each fed to a downstream digital signal processing unit 13 in ASIC 10.
- the digital signal processing unit 13 is designed as a digital signal processor in the ASIC 10 and is used, among other things, for preprocessing and further processing of the raw sensor signals T_RAW, rH_RAW into sensor signals T_ASIC, rH_ASIC.
- the digital signal processing unit 13 comprises at least two separate functional blocks 13.1, 13.2; It should be pointed out that this representation was chosen only for the following more understandable explanation of the mode of operation of the signal processing in the digital signal processing unit 13 and is not to be understood as restrictive with regard to the design of the digital signal processing unit 13.
- the raw sensor signals T_RAW, rH_RAW first undergo preprocessing.
- a linearization can take place via which any non-linearities of the sensors 11, 12 that may be present can be compensated.
- errors that are caused by fluctuations in the manufacture of the sensors 11, 12 can be corrected as part of the preprocessing. It is also possible to compensate for temperature cross-sensitivities of the humidity sensor and the self-heating of the ASIC 10, etc.
- the preprocessing can basically take place in a wide variety of ways; these are no measures essential to the invention.
- the signals generated in the first function block 13.1 of the digital signal processing unit 13 from the raw sensor signals T_RAW, rH_RAW as part of the preprocessing are referred to below as sensor signals T_ASIC or rH_ASIC.
- the sensor signals T_ASIC, rH_ASIC are then processed further and converted into a pulse-width-modulated output signal PWM, which has a duty cycle p dependent on the respective measured variable T, rH.
- the duration t H is proportional to the value of the measured variable T or rH.
- values of the measured variable T, rH in the range between 0 (PWM signal consistently at LOW level) and 65,535 (PWM signal almost consistently at HIGH level) can be coded and output via the pulse duty factor p of the PWM signal PWM.
- the duration t H of the HIGH level is also referred to below as the duty cycle parameter or PWM value.
- the respective pulse duty factor p is then clearly characterized via the pulse duty factor parameter; the pulse duty factor parameter can assume values in the range between 0 and 65,535 with a resolution of 16 bit.
- the sensor arrangement according to the invention can be operated in two different modes, namely in a measuring mode and in a calibration mode.
- measuring mode the respective physical measured variables T, rH are recorded, the measured variables are converted into a pulse-width-modulated output signal PWM and then the PWM signal PWM is converted into an analog voltage signal U OUT suitable for further processing.
- the calibration operation preceding the measuring operation is used to determine a plurality of arrangement-specific correction parameters of the sensor arrangement, which are stored in a memory unit 14 which is also integrated in the ASIC 10.
- the memory unit 14 is preferably designed as a non-volatile memory unit, for example as an EEPROM. There are basically various options for performing the calibration.
- the specific correction parameters determined for each individual sensor arrangement in the calibration mode are used in the Signal processing in the digital signal processing unit 13 is used in measurement mode in order to generate a PWM signal PWM encoding the measured variable with an arrangement-specific duty cycle p. In this way, possible component fluctuations in different sensor arrangements can be taken into account and in this way the correct provision of a measured variable-dependent output signal U OUT can be guaranteed.
- the determination of the arrangement-specific correction parameters and their use in measuring operation is explained as an example for the measured variable temperature T.
- the same procedure can be used for the measured variable humidity rH or any other measured variables.
- the ASIC 10 of the sensor arrangement comprises an interface 16, which is designed, for example, as a known I2C interface. Via the interface 16 and the corresponding signal transmission lines SCL, SCA, the sensor arrangement or the ASIC 10 is connected to a downstream - not in Figure 1 - connected to the control unit, for example via an I2C-USB converter with a PC. It is possible via the interface 16 to cause the output of a PWM signal PWM from the ASIC 10 to the amplifier unit 20, which has a fixed or defined predetermined pulse duty factor p or a fixed predetermined pulse duty factor parameter or PWM value.
- one possible embodiment of the method according to the invention provides for the output of a first PWM signal with the duty cycle parameter or PWM value PWM_FIXL and a second PWM signal with the duty cycle parameter or PWM value PWM_FIXH .
- Figure 2a which shows the second function block 13.2 of the digital signal processing unit 13
- the lower switch is used to switch between Measurement and calibration operation indicated.
- the pulse duty factor parameters PWM_FIXL, PWM_FIXH are fed to components 13.2a-13.2c to generate corresponding PWM signals PWM, while in measurement mode the pulse duty factor parameter PWM_OUT_NOW with respect to the current measured value is supplied.
- PWM_MAX denotes the value of the maximum pulse duty factor parameter that can be output.
- a possible temperature measurement is to be scaled in the range between - 40 ° C and + 60 ° C.
- PWM_FIXL 10,000.
- an arrangement-specific assignment rule is stored in the digital signal processing unit 13.
- this describes a linear relationship between the respective current measured value MV_NOW of the sensor signal T_ASIC and the associated duty cycle parameter PWM_OUT_NOW.
- the corresponding relationships are highly schematized in the Figures 2a and 2 B shown, where Figure 2a the second function block 13.2 of the digital signal processing unit 13 and Figure 2b shows a detailed representation of the linear interpolation taking place.
- variables PWM_OUT_MIN and PWM_OUT_MAX i.e. the minimum and the maximum duty cycle parameter limit value, thus represent arrangement-specific correction parameters that are stored in a memory unit 14 in the ASIC 10 at the factory or by the customer after the calibration operation has been carried out for the respective sensor arrangement. They are used during the measurement operation in order to correct possible component fluctuations and remain permanently stored in the preferably non-volatile memory unit 14 over the life of the sensor arrangement.
- the variables MV_OUT_MIN, MV_OUT_MAX i.e. the lower and upper sensor limit measured values of the temperature T to be output, which limit the desired measuring range, can also be stored in the memory unit 14. If necessary, this can also be suitably changed later by changing the corresponding measured sensor limit values and adapted to the respective measurement requirements.
- equation 1a ensures that the analog voltage signal U OUT has exactly the value 6.49995V on the output side.
- the difference to 6.5000V results from the discretization of the value for PWM_OUT_NOW from a real number to a 16-bit number.
- the PWM clock generation unit 13.2a and the PWM counter unit 13.2b Square-wave signal PWM are generated and transferred to the amplifier unit 20.
- the PWM counter unit 13.2b is fed with a clock signal from the PWM clock generation unit 13.2a and, for example, counts up with each rising clock signal edge. As long as the count is up, the PWM comparator stage 13.2a outputs a HIGH signal (VDD) at the output.
- the PWM comparator stage 13.2a switches the output signal from HIGH (VDD) to LOW (0V).
- VDD HIGH signal
- an arrangement-specific PWM value PWM_OUT_NOW is set for a specific measured value MV_NOW.
- the entire sensor arrangement consisting of ASIC 10 and amplifier unit 20 can thus be controlled by means of the measures according to the invention Reliably adjust or compensate for any component fluctuations in the ASIC 10 as well as in the amplifier unit 20. For calibration, it is not necessary here to expose the sensor arrangement to a changed temperature; that is, the calibration operation can be carried out without changing the temperature of the sensor arrangement.
- a sensor arrangement can also be constructed according to the invention in which an analog current signal is generated from the PWM signal on the output side via the amplifier unit, etc.
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Technology Law (AREA)
- Theoretical Computer Science (AREA)
- Nonlinear Science (AREA)
- Indication And Recording Devices For Special Purposes And Tariff Metering Devices (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Amplifiers (AREA)
- Analogue/Digital Conversion (AREA)
- Electrochemistry (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Analytical Chemistry (AREA)
- Biochemistry (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- Immunology (AREA)
- Pathology (AREA)
- Testing Or Calibration Of Command Recording Devices (AREA)
Description
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Sensoranordnung zur Erfassung veränderlicher physikalischer Messgrößen sowie ein Verfahren zum Betrieb einer derartigen Sensoranordnung.The present invention relates to a sensor arrangement for detecting variable physical measured variables and a method for operating such a sensor arrangement.
Zur Erfassung veränderlicher physikalischer Messgrößen, wie z.B. Temperatur oder Feuchte, sind Sensoranordnungen bekannt, die die entsprechenden Messgrößen nach einer geeigneten Vor- und Weiterverarbeitung über eine Signalverarbeitungseinheit als pulsweitenmodulierte Signale bzw. PWM-Signale ausgeben. Im erzeugten PWM-Signal ist die erfasste Messgröße über das Tastverhältnis p des PWM-Signals kodiert enthalten. Als Tastverhältnis p ist hierbei das Verhältnis der Dauer tH eines HIGH-Pegels zur Signal-Periodendauer tP = tH + tL im rechteckförmigen PWM-Signal zu verstehen, d.h. p = tH / tP; mit tL wird die Dauer eines LOW-Pegels im PWM-Signal bezeichnet. Zur Weiterverarbeitung des PWM-Signals ist üblicherweise vorgesehen, das PWM-Signal mit dem von der Messgröße abhängigen Tastverhältnis p über eine Verstärkereinheit zu demodulieren und zu verstärken und so in ein analoges Strom- oder Spannungssignal innerhalb eines bestimmten Strom- oder Spannungsbereichs umzusetzen; z.B. ist im Fall eines Stromsignals ein Strombereich zwischen 4mA und 20mA bzw. im Fall eines Spannungssignals ein Spannungsbereich ein Bereich zwischen 0V und 10V für das analoge Ausgangssignal üblich. Sowohl die der Signalverarbeitungseinheit als auch in der Verstärkereinheit eingesetzten elektronischen Bauteile unterliegen in der Praxis jedoch Schwankungen, die sich z.B. in veränderlichen Spannungen des PWM-Signals, schwankenden Offsetspannungen von Operationsverstärkern oder variierenden Widerstandstoleranzen von Verstärkerstufen auswirken können. Dies führt dazu, dass trotz identischer Messgrößen die von der Sensoranordnung ausgegebenen Messwerte in Form der analogen Strom- oder Spannungssignale von Sensoranordnung zu Sensoranordnung in nicht akzeptabler Art und Weise schwanken und damit die gewünschte Messgenauigkeit beeinträchtigen.For the detection of variable physical measured variables, such as temperature or humidity, sensor arrangements are known which output the corresponding measured variables after suitable preprocessing and further processing via a signal processing unit as pulse-width-modulated signals or PWM signals. The measured variable recorded is contained in the generated PWM signal in a coded manner via the pulse duty factor p of the PWM signal. The pulse duty factor p here is the ratio of the duration t H of a HIGH level to the signal period duration t P = t H + t L im to understand rectangular PWM signal, ie p = t H / t P ; t L denotes the duration of a LOW level in the PWM signal. For further processing of the PWM signal, provision is usually made to demodulate and amplify the PWM signal with the duty cycle p, which is dependent on the measured variable, via an amplifier unit and thus convert it into an analog current or voltage signal within a certain current or voltage range; For example, in the case of a current signal, a current range between 4 mA and 20 mA or, in the case of a voltage signal, a voltage range between 0 V and 10 V is usual for the analog output signal. However, both the electronic components used in the signal processing unit and in the amplifier unit are subject to fluctuations in practice, which can result, for example, in variable voltages of the PWM signal, fluctuating offset voltages of operational amplifiers or varying resistance tolerances of amplifier stages. This leads to the fact that, despite identical measured variables, the measured values output by the sensor arrangement in the form of the analog current or voltage signals from sensor arrangement to sensor arrangement fluctuate in an unacceptable manner and thus impair the desired measuring accuracy.
Aus der
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Sensoranordnung zur Erfassung veränderlicher physikalischer Messgrößen zu schaffen, die eine hochgenaue und zuverlässige Ausgabe von analogen Strom- oder Spannungssignalen bezüglich der erfassten physikalischen Messgrößen mit möglichst geringem schaltungstechnischen Aufwand ermöglicht.The present invention is based on the object of creating a sensor arrangement for acquiring variable physical measured variables, which enables a highly accurate and reliable output of analog current or voltage signals with regard to the physical measured variables recorded with the least possible circuitry complexity.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine Sensoranordnung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.According to the invention, this object is achieved by a sensor arrangement having the features of claim 1.
Ferner liegt dieser Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zum Betrieb einer Sensoranordnung zur Erfassung veränderlicher physikalischer Messgrößen zu schaffen, die eine hochgenaue Ausgabe von analogen Strom- oder Spannungssignalen bezüglich der erfassten physikalischen Messgrößen ermöglicht.Furthermore, this invention is based on the object of creating a method for operating a sensor arrangement for acquiring variable physical measured variables, which method enables high-precision output of analog current or voltage signals with regard to the physical measured variables that are recorded.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 9 gelöst.According to the invention, this object is achieved by a method having the features of claim 9.
Vorteilhafte Ausführungen der erfindungsgemäßen Sensoranordnung und des erfindungsgemäßen Verfahrens ergeben sich aus den Maßnahmen, die in den jeweils abhängigen Ansprüchen aufgeführt sind.Advantageous embodiments of the sensor arrangement according to the invention and the method according to the invention result from the measures that are listed in the respective dependent claims.
Die erfindungsgemäße Sensoranordnung umfasst
- mindestens einen Sensor, der veränderliche physikalische Messgrößen erfasst und ausgangsseitig ein Sensor-Rohsignal bereitstellt,
- eine digitale Signalverarbeitungseinheit zur Vorverarbeitung des vom Sensor bereitgestellten Sensor-Rohsignals in ein Sensor-Signal, wobei die Signalverarbeitungseinheit das Sensor-Signal weiterverarbeitet und dabei in ein pulsweitenmoduliertes Ausgangssignal mit einem von der Messgröße abhängigen Tastverhältnis umsetzt, wozu in einer Speichereinheit mehrere anordnungsspezifische Korrekturparameter abgelegt sind, welche die Signalverarbeitungseinheit zur Umsetzung des Sensor-Signals in das pulsweitenmodulierte Ausgangssignal heranzieht, wobei als anordnungsspezifische Korrekturparameter zumindest ein minimaler Tastverhältnisparameter-Grenzwert und ein maximaler Tastverhältnisparameter-Grenzwert in der Speichereinheit abgelegt ist und - eine Verstärkereinheit, die das pulsweitenmodulierte Ausgangssignal in ein analoges Spannungs- oder Stromsignal umsetzt.
- at least one sensor that records changing physical measured variables and provides a raw sensor signal on the output side,
- a digital signal processing unit for preprocessing the raw sensor signal provided by the sensor into a sensor signal, the Signal processing unit processes the sensor signal and converts it into a pulse-width-modulated output signal with a pulse-duty factor dependent on the measured variable, for which purpose a number of configuration-specific correction parameters are stored in a memory unit, which the signal processing unit uses to convert the sensor signal into the pulse-width-modulated output signal, the configuration-specific correction parameters being used at least one minimum pulse duty factor parameter limit value and a maximum pulse duty factor parameter limit value are stored in the memory unit and an amplifier unit which converts the pulse-width-modulated output signal into an analog voltage or current signal.
Mit Vorteil ist in der digitalen Signalverarbeitungseinheit eine anordnungsspezifische Umsetzvorschrift abgelegt, die einen linearen Zusammenhang zwischen dem Messwert des Sensor-Signals und einem Tastverhältnisparameter des pulsweitenmodulierten Ausgangssignals beschreibt.An arrangement-specific conversion rule is advantageously stored in the digital signal processing unit, which describes a linear relationship between the measured value of the sensor signal and a duty cycle parameter of the pulse-width-modulated output signal.
Ferner ist möglich, dass in der Speichereinheit noch zusätzlich ein minimaler Sensor-Grenzmesswert und ein maximaler Sensor-Grenzmesswert abgelegt sind, die den Sensor-Messbereich begrenzen,It is also possible that a minimum sensor limit measured value and a maximum sensor limit measured value are also stored in the memory unit, which limit the sensor measuring range,
Als anordnungsspezifische Umsetzvorschrift kann die Beziehung
- dPWM := PWM_OUT_MIN - MV_OUT_MIN · kPWM
- PWM_OUT_MAX := maximaler Tastverhältnisparameter-Grenzwert
- PWM_OUT_MIN := minimaler Tastverhältnisparameter-Grenzwert
- MV_OUT_MAX := maximaler Sensor-Grenzmesswert
- MV_OUT_MIN := minimaler Sensor-Grenzmesswert
- d PWM : = PWM_OUT_MIN - MV_OUT_MIN · k PWM
- PWM_OUT_MAX: = maximum duty cycle parameter limit value
- PWM_OUT_MIN: = minimum duty cycle parameter limit value
- MV_OUT_MAX: = maximum sensor limit measured value
- MV_OUT_MIN: = minimum sensor limit measured value
Es kann vorgesehen sein, dass der mindestens eine Sensor, die digitale Signalverarbeitungseinheit sowie die Speichereinheit gemeinsam in einem ASIC angeordnet sind und die Verstärkereinheit getrennt vom ASIC ausgebildet ist.It can be provided that the at least one sensor, the digital signal processing unit and the memory unit are arranged together in an ASIC and the amplifier unit is embodied separately from the ASIC.
Hierbei kann die Speichereinheit als nichtflüchtige Speichereinheit ausgebildet sein.In this case, the memory unit can be designed as a non-volatile memory unit.
In einer möglichen Ausführungsform kann die Verstärkereinheit als Verstärkerschaltung mit einem Tiefpass ausgebildet sein.In one possible embodiment, the amplifier unit can be designed as an amplifier circuit with a low-pass filter.
Mit Vorteil sind zwei Sensoren vorgesehen, von denen ein erster Sensor als Temperatursensor und ein zweiter Sensor als Feuchtesensor ausgebildet ist.Two sensors are advantageously provided, of which a first sensor is designed as a temperature sensor and a second sensor is designed as a humidity sensor.
Das erfindungsgemäße Verfahren dient zum Betrieb einer Sensoranordnung in einem Messbetrieb und in einem Kalibrierbetrieb.The method according to the invention is used to operate a sensor arrangement in a measuring operation and in a calibration operation.
Hierbei wird im Messbetrieb
- über mindestens einen Sensor eine veränderliche physikalische Messgröße erfasst und ausgangsseitig ein Sensor-Rohsignal bereitgestellt, und
- über eine digitale Signalverarbeitungseinheit das vom Sensor bereitgestellte Sensor-Rohsignal in ein Sensor-Signal vorverarbeitet und das Sensor-Signal in ein pulsweitenmoduliertes Ausgangssignal mit einem von der Messgröße abhängigen Tastverhältnis umgesetzt, und
- über eine Verstärkereinheit das pulsweitenmodulierte Ausgangssignal in ein analoges Spannungs- oder Stromsignal umgesetzt.
- A variable physical measured variable is detected via at least one sensor and a raw sensor signal is provided on the output side, and
- The raw sensor signal provided by the sensor is preprocessed into a sensor signal via a digital signal processing unit and the sensor signal is converted into a pulse-width-modulated output signal with a pulse duty factor that is dependent on the measured variable, and
- The pulse-width-modulated output signal is converted into an analog voltage or current signal via an amplifier unit.
In einem dem Messbetrieb vorhergehenden Kalibrierbetrieb werden in einer Speichereinheit mehrere anordnungsspezifische Korrekturparameter abgelegt, welche von der Signalverarbeitungseinheit im Messbetrieb zur Umsetzung des Sensor-Signals in das pulsweitenmodulierte Ausgangssignal herangezogen werden, wobei als anordnungsspezifische Korrekturparameter zumindest ein minimaler Tastverhältnisparameter-Grenzwert und ein maximaler Tastverhältnisparameter-Grenzwert in der Speichereinheit abgelegt werden.In a calibration operation preceding the measuring operation, several arrangement-specific correction parameters are stored in a memory unit which are used by the signal processing unit in the measuring operation Implementation of the sensor signal into the pulse-width-modulated output signal can be used, with at least one minimum duty cycle parameter limit value and one maximum duty cycle parameter limit value being stored in the memory unit as arrangement-specific correction parameters.
Vorzugsweise wird im Kalibrierbetrieb in der digitalen Signalverarbeitungseinheit eine anordnungsspezifische Umsetzvorschrift abgelegt, die einen linearen Zusammenhang zwischen dem Messwert des Sensor-Signals und einem Tastverhältnisparameter des pulsweitenmodulierten Ausgangssignals beschreibt.In calibration mode, an arrangement-specific conversion rule is preferably stored in the digital signal processing unit, which describes a linear relationship between the measured value of the sensor signal and a duty cycle parameter of the pulse-width-modulated output signal.
Es ist außerdem möglich, dass ferner ein minimaler Sensor-Grenzmesswert und ein maximaler Sensor-Grenzmesswert in der Speichereinheit abgelegt werden, die den Sensor-Messbereich begrenzen.It is also possible for a minimum sensor limit measured value and a maximum sensor limit measured value to be stored in the memory unit, which limit the sensor measuring range.
In einer möglichen Ausführungsform wird als anordnungsspezifische Umsetzvorschrift die Beziehung
-
- dPWM := PWM_OUT_MIN - MV_OUT_MIN · kPWM
- PWM_OUT_MAX := maximaler Tastverhältnisparameter-Grenzwert
- PWM_OUT_MIN := minimaler Tastverhältnisparameter-Grenzwert
- MV_OUT_MAX := maximaler Sensor-Grenzmesswert
- MV_OUT_MIN := minimaler Sensor-Grenzmesswert
-
- d PWM : = PWM_OUT_MIN - MV_OUT_MIN · k PWM
- PWM_OUT_MAX: = maximum duty cycle parameter limit value
- PWM_OUT_MIN: = minimum duty cycle parameter limit value
- MV_OUT_MAX: = maximum sensor limit measured value
- MV_OUT_MIN: = minimum sensor limit measured value
Es ist desweiteren möglich, dass der Kalibrierbetrieb durchgeführt wird, ohne die Temperatur der Sensoranordnung zu verändern.It is also possible for the calibration operation to be carried out without changing the temperature of the sensor arrangement.
Über die erfindungsgemäßen Maßnahmen kann nunmehr eine hochgenaue Erfassung der jeweiligen Messwerte im Fall einer Ausgabe analoger Spannungs- oder Stromsignale sichergestellt werden. Dies ist auch dann gewährleistet, wenn einzelne Komponenten der entsprechenden Sensoranordnung herstellbedingte Bauteilschwankungen aufweisen.Using the measures according to the invention, it is now possible to ensure a highly precise detection of the respective measured values in the case of an output of analog voltage or current signals. This is also guaranteed when individual components of the corresponding sensor arrangement exhibit manufacturing-related component fluctuations.
Desweiteren ermöglichen die erfindungsgemäßen Maßnahmen, dass zur Bereitstellung der hochgenauen, ausgangsseitigen analogen Strom- oder Spannungssignale der erforderliche Schaltungsaufwand erheblich reduziert werden kann. Es sind aufgrund der vorgesehenen digitalen Signalverarbeitung zur Erzeugung des PWM-Signals insbesondere keine aufwändigen Komponenten wie z.B. D/A-Wandler erforderlich.Furthermore, the measures according to the invention make it possible to considerably reduce the circuit complexity required to provide the high-precision, output-side analog current or voltage signals. In particular, no complex components such as D / A converters are required due to the digital signal processing provided for generating the PWM signal.
Die vorgesehene digitale Signalverarbeitung ermöglicht ferner eine äußerst flexible Einstellung des Zusammenhangs zwischen der jeweiligen Messgröße und dem Tastverhältnis des PWM-Signals.The digital signal processing provided also enables an extremely flexible setting of the relationship between the respective measured variable and the pulse duty factor of the PWM signal.
Weitere Einzelheiten und Vorteile der vorliegenden Erfindung seien anhand der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen der erfindungsgemäßen Sensoranordnung und des erfindungsgemäßen Verfahrens in Verbindung mit den Figuren erläutert.Further details and advantages of the present invention are explained on the basis of the following description of exemplary embodiments of the sensor arrangement according to the invention and the method according to the invention in conjunction with the figures.
- Figur 1Figure 1
- ein stark schematisiertes Blockschaltbild eines Ausführungsbeispiels der erfindungsgemäßen Sensoranordnung;a highly schematic block diagram of an embodiment of the sensor arrangement according to the invention;
- Figur 2aFigure 2a
-
eine schematische Detail-Darstellung eines Teils des Blockschaltbilds in
Figur 1 zur beispielhaften Erläuterung der Umsetzung eines PWM-Signals in ein analoges Spannungssignal;a schematic detailed representation of part of the block diagram in FIGFigure 1 for exemplary Explanation of the conversion of a PWM signal into an analog voltage signal; - Figur 2bFigure 2b
- eine weitere schematische Darstellung zur Umsetzung eines PWM-Signals in ein analoges Spannungssignal über eine Linearinterpolation;a further schematic illustration for converting a PWM signal into an analog voltage signal via linear interpolation;
- Figur 3Figure 3
- eine schematische Darstellung zur Umsetzung eines PWM-Signals in ein analoges Spannungssignal.a schematic representation for converting a PWM signal into an analog voltage signal.
Ein Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Sensoranordnung zur Erfassung veränderlicher physikalischer Messgrößen ist in
Die Sensoranordnung weist hierbei zum einen eine integrierte Schaltung in Form eines ASICs 10 auf, der verschiedene analoge und digitale Signalverarbeitungs-Komponenten umfasst; deren Funktionen werden nachfolgend noch im Detail beschrieben. Der ASIC 10 ist als Mixed-Signal-ASIC ausgebildet und zur Verarbeitung analoger und digitaler Signale geeignet.The sensor arrangement has, on the one hand, an integrated circuit in the form of an
Zum anderen umfasst die erfindungsgemäße Sensoranordnung eine Verstärkereinheit 20, die ein vom ASIC 10 geliefertes, messgrößenabhängiges PWM-Signal PWM in ein analoges Ausgangssignal umsetzt. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel ist die Umsetzung in ein analoges Spannungssignal UOUT vorgesehen, wie dies auch in
Mit dem Bezugszeichen 15 wird in der Figur ein LDO- (Low Drop Out)-Spannungsregler bezeichnet, über den die Spannungsversorgung des ASICs 10 erfolgt. Der LDO-Spannungsregler 15 verringert hierbei die externe Versorgungsspannung auf einen Spannungswert, der für den ASIC geeignet ist, z.B. auf 1,8V. Von der erfindungsgemäßen Sensoranordnung wird im vorliegenden Beispiel ein analoges Spannungssignal im Bereich zwischen 0 V und 10 V an die Folgeelektronik ausgegeben.In the figure,
Im dargestellten Beispiel ist die Erfassung der Temperatur T und der Feuchte rH als veränderliche physikalische Messgrößen vorgesehen. Zur Erfassung der Messgrößen T, rH sind im Analogteil des ASICs 10 ein erster Sensor 11 zur Temperaturmessung sowie ein zweiter Sensor 12 zur Feuchtemessung ausgebildet. Der Sensor 11 zur Temperaturmessung kann einen Transistor umfassen, bei dem eine temperaturabhängige Basis-Emitter-Spannung mit Hilfe eines AD-Wandlers gemessen und in ein digitales Signal umgewandelt wird. Als Sensor 12 zur Feuchtemessung kann ein Plattenkondensator verwendet werden, dessen feuchteabhängige Kapazität mittels einer Kapazitätsmessstufe erfasst und in ein digitales Signal gewandelt wird. Die in den ASIC 10 integrierten Sensoren 11, 12 stellen somit ausgangsseitig Sensor-Rohsignale T_RAW, rH_RAW bezüglich der jeweiligen Messgrößen T, rH bereit.In the example shown, the recording of the temperature T and the humidity rH is provided as variable physical measured variables. To detect the measured variables T, rH, a first sensor 11 for temperature measurement and a
Bei den Sensor-Rohsignalen T_RAW, rH_RAW handelt es sich um digitale Datenwörter, z.B. in Form von 16-Bit-Datenwörtern, die von den Sensoren 11, 12 jeweils einer nachgeordneten digitalen Signalverarbeitungseinheit 13 im ASIC 10 zugeführt werden. Die digitale Signalverarbeitungseinheit 13 ist als digitaler Signalprozessor im ASIC 10 ausgebildet und dient u.a. zur Vor- und Weiterverarbeitung der Sensor-Rohsignale T_RAW, rH_RAW in Sensor-Signale T_ASIC, rH_ASIC. Gemäß der Darstellung in
In der Signalverarbeitungseinheit 13 bzw. im ersten Funktionsblock 13.1 derselbigen erfahren die Sensor-Rohsignale T_RAW, rH_RAW zunächst eine Vorverarbeitung. Dabei kann etwa eine Linearisierung erfolgen, über die eventuell vorhandene Nichtlinearitäten der Sensoren 11, 12 kompensiert werden. Ferner können im Rahmen der Vorverarbeitung Fehler korrigiert werden, die durch Schwankungen in der Fertigung der Sensoren 11, 12 verursacht werden. Ebenso ist es möglich Temperaturquerempfindlichkeiten des Feuchtesensors und die Eigenerwärmung des ASICs 10 zu kompensieren usw.. Im Zusammenhang mit der Vorverarbeitung der Sensor-Rohsignale T_RAW, rH_RAW sei darauf hingewiesen, dass die Vorverarbeitung grundsätzlich auf verschiedenste Art und Weise erfolgen kann; es handelt sich hierbei um keine erfindungswesentlichen Maßnahmen.In the
Die im ersten Funktionsblock 13.1 der digitalen Signalverarbeitungseinheit 13 aus den Sensor-Rohsignalen T_RAW, rH_RAW im Rahmen der Vorverarbeitung erzeugten Signale werden nachfolgend als Sensor-Signale T_ASIC bzw. rH_ASIC bezeichnet. Im zweiten Funktionsblock 13.2 der digitalen Signalverarbeitungseinheit 13 werden die Sensor-Signale T_ASIC, rH_ASIC anschließend weiterverarbeitet und in ein pulsweitenmoduliertes Ausgangssignal PWM umgesetzt, das ein von der jeweiligen Messgröße T, rH abhängiges Tastverhältnis p besitzt. Wie bereits oben erläutert, ist als Tastverhältnis p das Verhältnis der Dauer tH eines HIGH-Pegels (z.B. 3.3V) zur Signal-Periodendauer tP = tH + tL im rechteckförmigen PWM-Signal zu verstehen, d.h. es gilt p = tH / tP; mit tL wird die Dauer eines LOW-Pegels (z.B. 0V) im PWM-Signal bezeichnet. Bei einer durch eine feste Taktfrequenz vorgegebenen Signal-Periodendauer tp ist die Dauer tH proportional zum Wert der Messgröße T bzw. rH. Im Fall einer PWM-Auflösung von 16 Bit kann die Signal-Periodendauer tp somit in 216 = 65.536 Intervalle bzw. Schritte unterteilt werden. Damit können Werte der Messgröße T, rH im Bereich zwischen 0 (PWM-Signal durchgängig auf LOW-Pegel) und 65.535 (PWM-Signal fast durchgängig auf HIGH-Pegel) über das Tastverhältnis p des PWM-Signals PWM kodiert und ausgegeben werden. Nachfolgend sei die Dauer tH des HIGH-Pegels auch als Tastverhältnis-Parameter oder PWM-Wert bezeichnet. Über den Tastverhältnis-Parameter ist dann das jeweilige Tastverhältnis p eindeutig charakterisiert; der Tastverhältnis-Parameter kann bei einer Auflösung von 16 Bit Werte im Bereich zwischen 0 und 65.535 annehmen.The signals generated in the first function block 13.1 of the digital
Um die eingangs diskutierten Probleme mit Bauteilschwankungen zu minimieren, ist für die erfindungsgemäße Sensoranordnung vorgesehen, dass diese in zwei verschiedenen Modi betreibbar ist, nämlich in einem Messbetrieb und in einem Kalibrierbetrieb. Im Messbetrieb erfolgt die Erfassung der jeweiligen physikalischen Messgrößen T, rH, die Umsetzung der Messgrößen in ein pulsweitenmoduliertes Ausgangssignal PWM und nachfolgend die Umsetzung des PWM-Signals PWM in ein zur Weiterverarbeitung geeignetes analoges Spannungssignal UOUT. Der dem Messbetrieb vorhergehende Kalibrierbetrieb dient zur Bestimmung von mehreren anordnungsspezifischen Korrekturparametern der Sensoranordnung, die in einer Speichereinheit 14 abgelegt werden, welche ebenfalls im ASIC 10 integriert ist. Die Speichereinheit 14 ist vorzugsweise als nichtflüchtige Speichereinheit, z.B. als EEPROM, ausgebildet. Zur Durchführung der Kalibration gibt es grundsätzlich verschiedene Möglichkeiten. So kann diese etwa bereits bei der Fertigung der Sensoranordnung werksseitig erfolgen oder aber erst später vom jeweiligen Anwender vorgenommen werden. Die für jede einzelne Sensoranordnung im Kalibrierbetrieb ermittelten spezifischen Korrekturparameter werden bei der Signalverarbeitung in der digitalen Signalverarbeitungseinheit 13 im Messbetrieb herangezogen, um ein die Messgröße kodierendes PWM-Signal PWM mit einem anordnungsspezifischen Tastverhältnis p zu erzeugen. Damit können eventuelle Bauteilschwankungen in unterschiedlichen Sensoranordnungen berücksichtigt und auf diese Art und Weise die korrekte Bereitstellung eines messgrößenabhängigen Ausgangssignals UOUT gewährleistet werden.In order to minimize the problems with component fluctuations discussed at the beginning, it is provided for the sensor arrangement according to the invention that it can be operated in two different modes, namely in a measuring mode and in a calibration mode. In measuring mode, the respective physical measured variables T, rH are recorded, the measured variables are converted into a pulse-width-modulated output signal PWM and then the PWM signal PWM is converted into an analog voltage signal U OUT suitable for further processing. The calibration operation preceding the measuring operation is used to determine a plurality of arrangement-specific correction parameters of the sensor arrangement, which are stored in a
Nachfolgend wird zur weiteren Beschreibung der erfindungsgemäßen Sensoranordnung bzw. der zum Betrieb derselbigen vorgesehenen Mess- und Kalibriermodi beispielhaft für die Messgröße Temperatur T die Bestimmung der anordnungsspezifischen Korrekturparameter und deren Nutzung im Messbetrieb erläutert. Völlig analog hierzu kann grundsätzlich im Fall der Messgröße Feuchte rH oder eventueller weiterer Messgrößen vorgegangen werden.In the following, for a further description of the sensor arrangement according to the invention or the measurement and calibration modes provided for operating the same, the determination of the arrangement-specific correction parameters and their use in measuring operation is explained as an example for the measured variable temperature T. In principle, the same procedure can be used for the measured variable humidity rH or any other measured variables.
Zur Durchführung des Kalibrierbetriebs bzw. der Bestimmung der anordnungsspezifischen Korrekturparameter im Kalibrierbetrieb umfasst der ASIC 10 der erfindungsgemäßen Sensoranordnung eine Schnittstelle 16, die z.B. als bekannte I2C-Schnittstelle ausgebildet ist. Über die Schnittstelle 16 und die entsprechenden Signalübertragungsleitungen SCL, SCA ist die Sensoranordnung bzw. der ASIC 10 mit einer nachgeordneten - nicht in
Mit PWM_MAX wird im folgenden der Wert des maximal ausgebbaren Tastverhältnis-Parameters bezeichnet. Vorausgesetzt sei in der entsprechenden Sensoranordnung ferner eine PWM-Auflösung von 16 Bit, d.h. die möglichen Tastverhältnis-Parameter bzw. PWM-Werte liegen im Bereich zwischen 0 und 65.535; die Versorgungsspannung VDD für den ASIC 10 beträgt VDD = 3.3V.In the following, PWM_MAX denotes the value of the maximum pulse duty factor parameter that can be output. A PWM resolution of 16 bits is also assumed in the corresponding sensor arrangement, i.e. the possible duty cycle parameters or PWM values are in the range between 0 and 65,535; the supply voltage VDD for the
Wie in
- UOUT:=
- Wert des analogen Spannungssignals
- PWM_OUT :=
- Tastverhältnis-Paramater bzw. PWM-Wert des PWM-Signals
- k :=
- Verstärkungsfaktor der Verstärkereinheit
- d :=
- Offset der Verstärkereinheit
- UOUT: =
- Value of the analog voltage signal
- PWM_OUT: =
- Duty cycle parameter or PWM value of the PWM signal
- k: =
- Gain factor of the amplifier unit
- d: =
- Offset of the amplifier unit
Im Beispiel soll eine mögliche Temperaturmessung im Bereich zwischen - 40°C und + 60°C skaliert werden. Das heißt, die minimale Ausgangstemperatur T_OUT_MIN beträgt T_OUT_MIN = - 40°C, die maximale Ausgangstemperatur T_OUT_MAX beträgt T_OUT_MAX = + 60°C. Der minimalen Ausgangstemperatur T_OUT_MIN soll ein Wert OUT_MIN des minimalen analoges Spannungssignals UOUT von OUT_MIN = 0V entsprechen, der maximalen Ausgangstemperatur T_OUT_MAX ein maximales analoges Spannungssignal UOUT mit OUT_MAX = 10V.In the example, a possible temperature measurement is to be scaled in the range between - 40 ° C and + 60 ° C. This means that the minimum output temperature T_OUT_MIN is T_OUT_MIN = - 40 ° C, the maximum output temperature T_OUT_MAX is T_OUT_MAX = + 60 ° C. The minimum output temperature T_OUT_MIN should have a value OUT_MIN des minimum analog voltage signal U OUT of OUT_MIN = 0V, the maximum output temperature T_OUT_MAX corresponds to a maximum analog voltage signal U OUT with OUT_MAX = 10V.
Zunächst wird im Kalibrierbetrieb über die Schnittstelle 16 veranlasst, dass der ASIC 10 ein erstes PWM-Signal mit einem unteren, festen Tastverhältnisparameter-Wert PWM_FIXL = 10.000 ausgibt. Für diesen fest eingestellten PWM-Wert wird dann der Wert OUT_LOW des nach der Verstärkereinheit 20 resultierenden analogen Ausgangssignals UOUT gemessen; dieser ergibt sich beispielsweise zu OUT_LOW = 0,573V.First, in calibration mode, the
Anschließend erfolgt die Ausgabe eines weiteren, zweiten PWM-Signals PWM mit einem oberen, festen Tastverhältnisparameter-Wert PWM_FIXH = 50.000; das hierzu gemessene analoge Ausgangssignal UOUT besitzt den beispielhaften Wert OUT_HIGH = 9,573V.A further, second PWM signal PWM is then output with an upper, fixed duty cycle parameter value PWM_FIXH = 50,000; the analog output signal U OUT measured for this purpose has the exemplary value OUT_HIGH = 9.573V.
Daraus können dann für die spezifische, zu kalibrierende Sensoranordnung die Parameter k und d aus Gleichung 1) und damit der tatsächliche Zusammenhang zwischen Tastverhältnis p bzw. dem zugehörigen PWM-Wert PWM_OUT und dem ausgegebenen Wert UOUT des analogen Signals UOUT folgendermaßen allgemein (GI. 2a, 2b) bzw. im speziellen für das erläuterte Beispiel bestimmt werden:
- k := Verstärkungsfaktor der Verstärkereinheit
- d := Offset der Verstärkereinheit
- PWM_FIXL := unterer Tastverhältnisparameter-Wert
- PWM_FIXH := oberer Tastverhältnisparameter-Wert
- OUT_MIN := Wert des analogen Ausgangssignals UOUT bei minimaler Temperatur
- OUT_HIGH := gemessener Wert des Ausgangssignals UOUT bei oberem Tastverhältnisparameter-Wert PWM_FIXH
- OUT_LOW := gemessener Wert des Ausgangssignals UOUT bei unterem Tastverhältnisparameter-Wert PWM_FIXL
- k: = gain factor of the amplifier unit
- d: = offset of the amplifier unit
- PWM_FIXL: = lower duty cycle parameter value
- PWM_FIXH: = upper duty cycle parameter value
- OUT_MIN: = value of the analog output signal U OUT at minimum temperature
- OUT_HIGH: = measured value of the output signal U OUT with the upper pulse duty factor parameter value PWM_FIXH
- OUT_LOW: = measured value of the output signal U OUT with the lower duty cycle parameter value PWM_FIXL
Die Verstärkereinheit 20 muss grundsätzlich derart ausgelegt werden, dass in jedem Toleranzfall ein zugehöriger PWM-Wert existiert. Dies bedeutet, dass der vom ASIC 10 auszugebende PWM-Wert immer zwischen PWM_OUT = 0 und PWM_OUT = PWM_MAX liegen muss.The
Damit kann man nun individuell für die gerade kalibrierte Sensoranordnung die PWM-Werte PWM_OUT_MIN und PWM_OUT_MAX bestimmen, welche erforderlich sind, um über die Verstärkereinheit 20 exakt die Werte OUT_MIN = 0V und OUT_MAX = 10V für das analoge Spannungssignal UOUT ausgeben zu können. Die entsprechenden PWM-Werte PWM_OUT_MIN und PWM_OUT_MAX ergeben sich allgemein aus Gleichung 1b) und für das erläuterte spezielle Beispiel hierbei folgendermaßen:
- PWM_OUT_MIN := erforderlicher PWM-Wert zur Ausgabe von OUT_MIN = 0V im analogen Spannungssignal UOUT
- PWM_OUT_MAX := erforderlicher PWM-Wert zur Ausgabe von OUT_MAX = 10V im analogen Spannungssignal UOUT
- k := Verstärkungsfaktor der Verstärkereinheit
- d := Offset der Verstärkereinheit
- OUT_MIN := Wert des analogen Ausgangssignals UOUT bei minimaler Temperatur
- OUT_MAX := Wert des analogen Ausgangssignals UOUT bei maximaler Temperatur
- PWM_OUT_MIN: = required PWM value to output OUT_MIN = 0V in the analog voltage signal U OUT
- PWM_OUT_MAX: = required PWM value to output OUT_MAX = 10V in the analog voltage signal U OUT
- k: = gain factor of the amplifier unit
- d: = offset of the amplifier unit
- OUT_MIN: = value of the analog output signal U OUT at minimum temperature
- OUT_MAX: = value of the analog output signal U OUT at maximum temperature
Um einem bestimmten Messwert der Messgröße T ein bestimmtes Tastverhältnis des PWM-Signals bzw. einen entsprechenden Tastverhältnisparameter respektive PWM-Wert zuzuordnen, ist in der digitalen Signalverarbeitungseinheit 13 eine anordnungsspezifische Zuordnungsvorschrift abgelegt. Diese beschreibt in Form einer Linearinterpolation einen linearen Zusammenhang zwischen dem jeweiligen aktuellen Messwert MV_NOW des Sensor-Signals T_ASIC und dem zugehörigen Tastverhältnisparamater PWM_OUT_NOW. Die entsprechenden Zusammenhänge sind stark schematisiert in den
Anhand des konkret erläuterten Beispiels für die Temperaturmessung sei nachfolgend die Linearinterpolation mit Hilfe von
Die entlang der y-Achse eingetragenen Werte MV_OUT_MIN und MV_OUT_MAX stellen die unteren und oberen Grenzwerte der auszugebenden Temperatur T in Schritten von 1/100 °C dar. Für dieses Beispiel gilt somit:
Damit wird bei der minimalen Temperatur T_OUT_MIN = - 40°C für das analoge Spannungssignal UOUT die minimale Spannung OUT_MIN = 0V und bei der maximalen Temperatur T_OUT_MAX = 60°C die maximale Spannung OUT_MAX = 10,000V ausgegeben. This means that the minimum voltage OUT_MIN = 0V is output for the analog voltage signal U OUT at the minimum temperature T_OUT_MIN = - 40 ° C and the maximum voltage OUT_MAX = 10,000V is output at the maximum temperature T_OUT_MAX = 60 ° C.
Die Größen PWM_OUT_MIN und PWM_OUT_MAX, d.h. der minimale und der maximale Tastverhältnisparameter-Grenzwert stellen somit anordnungsspezifische Korrekturparameter dar, die nach der Durchführung des Kalibrierbetriebs für die jeweilige Sensoranordnung werks- oder kundenseitig in einer Speichereinheit 14 im ASIC 10 abgelegt werden. Sie werden im Messbetrieb herangezogen, um eventuelle Bauteilschwankungen zu korrigieren und bleiben in der vorzugsweise nichtflüchtigen Speichereinheit 14 über die Lebensdauer der Sensoranordnung dauerhaft abgelegt.The variables PWM_OUT_MIN and PWM_OUT_MAX, i.e. the minimum and the maximum duty cycle parameter limit value, thus represent arrangement-specific correction parameters that are stored in a
Neben den anordnungsspezifische Korrekturparametern PWM_OUT_MIN, PWM_OUT_MAX können in der Speichereinheit 14 desweiteren auch die Größen MV_OUT_MIN, MV_OUT_MAX, also die unteren und oberen Sensor-Grenzmesswerte der auszugebenden Temperatur T abgelegt werden, durch die der gewünschte Messbereich begrenzt wird. Im Bedarfsfall kann dieser durch eine Änderung der entsprechenden Sensor-Grenzmesswerte auch später noch geeignet verändert und an die jeweiligen Messanforderungen angepasst werden.In addition to the arrangement-specific correction parameters PWM_OUT_MIN, PWM_OUT_MAX, the variables MV_OUT_MIN, MV_OUT_MAX, i.e. the lower and upper sensor limit measured values of the temperature T to be output, which limit the desired measuring range, can also be stored in the
Für einen aktuell erfassten Messwert MV_NOW des jeweiligen Sensors ergibt sich der entsprechende Tastverhältnisparameter bzw. PWM-Wert PWM_OUT_NOW des zugehörigen PWM-Signals dann durch eine Linearinterpolation zwischen den beiden Grenzwerten PWM_OUT_MIN, PWM_OUT_MAX entlang der durchgezogenen Linie in
- PWM_OUT_NOW := Tastverhältnisparameter des PWM-Signals
- MV_NOW := Messwert des Sensors
-
- dPWM = PWM_OUT_MIN - MV_OUT_MIN ∗ kPWM
- PWM_OUT_NOW: = duty cycle parameter of the PWM signal
- MV_NOW: = measured value of the sensor
-
- d PWM = PWM_OUT_MIN - MV_OUT_MIN ∗ k PWM
Im konkreten Beispiel resultiert für die beiden Größen kPWM und dPWM mit den oben angegeben Werten:
Liegt z.B. ein aktueller Temperaturmesswert von 25,00°C vor, so kann der zugehörige PWM-Wert PWM_OUT_NOW des im Funktionsblock 13.2 zu erzeugenden PWM-Signals PWM folgendermaßen bestimmt werden:
Im Fall eines derart gewählten PWM-Werts PWM_OUT_NOW = 36.342 ist mit Gleichung 1a) sichergestellt, dass das analoge Spannungssignal UOUT ausgangsseitig exakt den Wert 6,49995V besitzt. Die Abweichung zu 6,5000V ergibt sich aus der Diskretisierung des Wertes für PWM_OUT_NOW von einer reellen Zahl zu einer 16-Bit Zahl.In the case of a PWM value PWM_OUT_NOW = 36.342 selected in this way, equation 1a) ensures that the analog voltage signal U OUT has exactly the value 6.49995V on the output side. The difference to 6.5000V results from the discretization of the value for PWM_OUT_NOW from a real number to a 16-bit number.
Nachdem der erforderliche PWM-Wert PWM_OUT_NOW über die erfolgte Linearinterpolation im zweiten Funktionsblock 13.2 der digitalen Signalverarbeitungseinheit 13 bestimmt wurde, kann dann anschließend mit diesem Wert über die PWM-Komparatorstufe 13.2c, die PWM-Takterzeugungseinheit 13.2a und die PWM-Zählereinheit 13.2b das rechteckförmige Signal PWM erzeugt und an die Verstärkereinheit 20 übergeben werden. Hierbei wird die PWM-Zählereinheit 13.2b mit einem Taktsignal der PWM-Takterzeugungseinheit 13.2a gespeist und zählt z.B. mit jeder steigenden Taktsignal-Flanke nach oben. Solange nach oben gezählt wird, gibt die PWM-Komparatorstufe 13.2a am Ausgang ein HIGH-Signal (VDD) aus. Wird dabei der Wert PWM_OUT erreicht, so schaltet die PWM-Komparatorstufe 13.2a das Ausgangssignal von HIGH (VDD) auf LOW (0V). Im Fall eines Zähler-Überlaufs, also z.B. beim Übergang vom Zählerwert 65.535 auf 0, wird am Ausgang der PWM-Komparatorstufe 13.2a ein HIGH-Signal (VDD) ausgegeben.After the required PWM value PWM_OUT_NOW has been determined via the linear interpolation carried out in the second function block 13.2 of the digital
Abhängig von den vorhandenen Bauteiltoleranzen wird auf diese Art und Weise somit ein anordnungsspezifischer PWM-Wert PWM_OUT_NOW für einen bestimmten Messwert MV_NOW eingestellt. Dies bedeutet, dass für eine bestimmte, kalibrierte Sensoranordnung ein anordnungsspezifischer Zusammenhang zwischen dem auszugebenden Messwert und dem PWM-Wert vorgegeben wird, der im Messbetrieb zur Erzeugung des analogen Ausgangssignals UOUT herangezogen wird. Aufgrund der in der Speichereinheit 14 dauerhaft abgelegten anordnungsspezifischen Korrekturparameter PWM_OUT_MIN, PWM_OUT_MAX kann dies über die gesamte Lebensdauer der jeweiligen Sensoranordnung berücksichtigt werden. Es lässt sich somit über die erfindungsgemäßen Maßnahmen die gesamte Sensoranordnung bestehend aus ASIC 10 und Verstärkereinheit 20 zuverlässig abgleichen bzw. sowohl eventuelle Bauteilschwankungen im ASIC 10 als auch in der Verstärkereinheit 20 kompensieren. Zur Kalibration ist es hierbei nicht erforderlich, die Sensoranordnung einer veränderten Temperatur auszusetzen; das heißt, der Kalibrierbetrieb kann durchgeführt werden, ohne die Temperatur der Sensoranordnung zu verändern.In this way, depending on the existing component tolerances, an arrangement-specific PWM value PWM_OUT_NOW is set for a specific measured value MV_NOW. This means that for a certain, calibrated sensor arrangement, an arrangement-specific relationship is specified between the measured value to be output and the PWM value, which is used to generate the analog output signal U OUT in the measuring mode. Due to the arrangement-specific correction parameters PWM_OUT_MIN, PWM_OUT_MAX permanently stored in the
Neben den vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispielen existieren im Rahmen der vorliegenden Erfindung selbstverständlich noch weitere Ausgestaltungsmöglichkeiten.In addition to the exemplary embodiments described above, there are of course still further design options within the scope of the present invention.
So lässt sich z.B. auch eine Sensoranordnung erfindungsgemäß aufbauen, bei der ausgangsseitig über die Verstärkereinheit aus dem PWM-Signal ein analoges Stromsignal erzeugt wird usw..In this way, for example, a sensor arrangement can also be constructed according to the invention in which an analog current signal is generated from the PWM signal on the output side via the amplifier unit, etc.
Claims (13)
- Sensor arrangement, having- at least one sensor (11, 12) that records changeable physical measured variables (T, rH) and provides a sensor raw signal (T_RAW, rH_RAW) at output,- a digital signal processing unit (13; 13.1, 13.2) for preprocessing the sensor raw signal (T_RAW, rH_RAW) provided by the sensor (11, 12) into a sensor signal (T_ASIC, rH_ASIC), for further processing the sensor signal (T_ASIC, rH_ASIC) into a pulse width-modulated output signal (PWM) having a duty cycle (p) dependent on the measured variable (T, rH), for which purpose a plurality of arrangement-specific correction parameters (PWM_OUT_MIN, PWM_OUT_MAX) are stored in a memory unit (14) and are used by the signal processing unit (13; 13.1, 13.2) to convert the sensor signal (T_ASIC, rH_ASIC) into the pulse width-modulated output signal (PWM), wherein at least a minimum duty cycle parameter limit value and a maximum duty cycle parameter limit value are stored in the memory unit (14) as arrangement-specific correction parameters (PWM_OUT_MIN, PWM_OUT_MAX), and- an amplifier unit (20) that converts the pulse width-modulated output signal (PWM) into an analogue voltage or current signal (Uout)
- Sensor arrangement according to Claim 1, wherein an arrangement-specific conversion rule is stored in the digital signal processing unit (13; 13.1, 13.2) and describes a linear relationship between the measured value (MV_NOW) of the sensor signal (T_ASIC, rH_ASIC) and a duty cycle parameter (PWM_OUT_NOW) of the pulse width-modulated output signal (PWM).
- Sensor arrangement according to Claim 1, wherein the memory unit (14) furthermore stores a minimum sensor limit measured value (MV_OUT_MIN) and a maximum sensor limit measured value (MV_OUT_MAX) that define the sensor measurement range.
- Sensor arrangement according to at least one of Claims 1 - 3, wherein the relationshipPWM_OUT_NOW:= duty cycle parameter of the PWM signaldPWM := PWM_OUT_MIN - MV_OUT_MIN · kPWMPWM_OUT_MAX:= maximum duty cycle parameter limit valuePWM_OUT_MIN:= minimum duty cycle parameter limit valueMV_OUT_MAX:= maximum sensor limit measured valueMV_OUT_MIN:= minimum sensor limit measured value.
- Sensor arrangement according to at least one of the preceding claims, wherein the at least one sensor (11, 12), the digital signal processing unit (13; 13.1, 13.2) and the memory unit (14) are arranged together in an ASIC (10) and the amplifier unit (20) is formed separately from the ASIC (10).
- Sensor arrangement according to Claim 5, wherein the memory unit (14) is designed as a non-volatile memory unit.
- Sensor arrangement according to at least one of the preceding claims, wherein the amplifier unit (20) is designed as an amplifier circuit with a low-pass filter.
- Sensor arrangement according to at least one of the preceding claims, having two sensors (11, 12), a first sensor (11) of which is designed as a temperature sensor and a second sensor (12) of which is designed as a moisture sensor.
- Method for operating a sensor arrangement in a measurement mode and in a calibration mode, wherein- in the measurement mode- at least one sensor (11, 12) records a changeable physical measured variable (T, rH) and provides a sensor raw signal (T_RAW, rH_RAW) at output, and- a digital signal processing unit (13; 13.1, 13.2) preprocesses the sensor raw signal (T_RAW, rH_RAW) provided by the sensor (11, 12) into a sensor signal (T_ASIC, rH_ASIC) and converts the sensor signal (T_ASIC, rH_ASIC) into a pulse width-modulated output signal (PWM) having a duty cycle dependent on the measured variable (T, rH), and- an amplifier unit (20) converts the pulse width-modulated output signal (PWM) into an analogue voltage or current signal (Uout), and- in a calibration mode preceding the measurement mode, a plurality of arrangement-specific correction parameters (PWM_OUT_MIN, PWM_OUT_MAX) are stored in a memory unit (14) and are used by the signal processing unit (13; 13.1, 13.2), in the measurement mode, to convert the sensor signal (T_ASIC, rH_ASIC) into the pulse width-modulated output signal (PWM), wherein at least a minimum duty cycle parameter limit value and a maximum duty cycle parameter limit value are stored in the memory unit (14) as arrangement-specific correction parameters (PWM_OUT_MIN, PWM_OUT_MAX).
- Method according to Claim 9, wherein, in the calibration mode, an arrangement-specific conversion rule is stored in the digital signal processing unit (13; 13.1, 13.2) and describes a linear relationship between the measured value (MV_NOW) of the sensor signal (T_ASIC, rH_ASIC) and a duty cycle parameter (PWM_OUT_NOW) of the pulse width-modulated output signal (PWM).
- Method according to Claim 9, wherein the memory unit (14) furthermore stores a minimum sensor limit measured value (MV_OUT_MIN) and a maximum sensor limit measured value (MV_OUT_MAX) that define the sensor measurement range.
- Method according to Claims 9 - 11, wherein the relationshipPWM_OUT_NOW:= duty cycle parameter of the PWM signaldPWM:= PWM_OUT_MIN - MV_OUT_MIN · kPWMPWM_OUT_MAX:= maximum duty cycle parameter limit valuePWM_OUT_MIN:= minimum duty cycle parameter limit valueMV_OUT_MAX:= maximum sensor limit measured valueMV_OUT_MIN:= minimum sensor limit measured value.
- Method according to at least one of Claims 9 - 12, wherein the calibration mode is performed without changing the temperature of the sensor arrangement.
Priority Applications (5)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
EP19157089.4A EP3696514B1 (en) | 2019-02-14 | 2019-02-14 | Sensor assembly and method for operating a sensor assembly |
JP2020001969A JP7440270B2 (en) | 2019-02-14 | 2020-01-09 | Sensor device and method of operating the sensor device |
CN202010085457.2A CN111561960A (en) | 2019-02-14 | 2020-01-31 | Sensor device and method for operating a sensor device |
US16/784,269 US11536616B2 (en) | 2019-02-14 | 2020-02-07 | Sensor device and method for operating a sensor device |
DE102020201740.9A DE102020201740A1 (en) | 2019-02-14 | 2020-02-12 | Sensor arrangement and method for operating a sensor arrangement |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
EP19157089.4A EP3696514B1 (en) | 2019-02-14 | 2019-02-14 | Sensor assembly and method for operating a sensor assembly |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
EP3696514A1 EP3696514A1 (en) | 2020-08-19 |
EP3696514B1 true EP3696514B1 (en) | 2021-04-07 |
Family
ID=65440822
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
EP19157089.4A Active EP3696514B1 (en) | 2019-02-14 | 2019-02-14 | Sensor assembly and method for operating a sensor assembly |
Country Status (5)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US11536616B2 (en) |
EP (1) | EP3696514B1 (en) |
JP (1) | JP7440270B2 (en) |
CN (1) | CN111561960A (en) |
DE (1) | DE102020201740A1 (en) |
Families Citing this family (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN112129424B (en) * | 2020-11-19 | 2021-03-12 | 杭州飞仕得科技有限公司 | Temperature detection device and method |
CN113607329B (en) * | 2021-07-13 | 2022-10-18 | 复旦大学 | Pressure sensor signal temperature compensation method and pressure sensor |
Family Cites Families (12)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5144814A (en) * | 1991-03-26 | 1992-09-08 | Eaton Corporation | Thermistor calibration |
US5347476A (en) * | 1992-11-25 | 1994-09-13 | Mcbean Sr Ronald V | Instrumentation system with multiple sensor modules |
IL123052A (en) * | 1997-01-31 | 2001-03-19 | Omega Engineering | Thermoelectric product |
US6249753B1 (en) * | 1998-12-29 | 2001-06-19 | Square D Company | Sensor signal conditioner with calibration |
JP4818971B2 (en) | 2007-03-29 | 2011-11-16 | 三菱電機株式会社 | Temperature detection circuit |
US8974117B2 (en) * | 2012-04-04 | 2015-03-10 | Honeywell International Inc. | Pulse width modulation output digital temperature sensor device |
DE202012102521U1 (en) * | 2012-07-09 | 2012-08-09 | Endress + Hauser Conducta Gesellschaft für Mess- und Regeltechnik mbH + Co. KG | Arrangement for parallel calibration of at least two sensors |
JP5488652B2 (en) * | 2012-07-13 | 2014-05-14 | 株式会社デンソー | Error correction device |
JP5904136B2 (en) | 2013-02-11 | 2016-04-13 | 株式会社デンソー | Detection temperature error correction method and detection temperature error correction system |
US9297748B2 (en) * | 2013-03-13 | 2016-03-29 | Aclima Inc. | Distributed sensor system with remote sensor nodes and centralized data processing |
CN103940462A (en) * | 2014-04-23 | 2014-07-23 | 中国科学院合肥物质科学研究院 | Sensor linear correction circuit outputting in electric signal mode |
US20180038714A1 (en) | 2016-08-02 | 2018-02-08 | Honeywell International Inc. | System and method for determining a position of a moveable device |
-
2019
- 2019-02-14 EP EP19157089.4A patent/EP3696514B1/en active Active
-
2020
- 2020-01-09 JP JP2020001969A patent/JP7440270B2/en active Active
- 2020-01-31 CN CN202010085457.2A patent/CN111561960A/en active Pending
- 2020-02-07 US US16/784,269 patent/US11536616B2/en active Active
- 2020-02-12 DE DE102020201740.9A patent/DE102020201740A1/en not_active Withdrawn
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
None * |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
DE102020201740A1 (en) | 2020-08-20 |
US20200264121A1 (en) | 2020-08-20 |
CN111561960A (en) | 2020-08-21 |
JP2020134514A (en) | 2020-08-31 |
JP7440270B2 (en) | 2024-02-28 |
US11536616B2 (en) | 2022-12-27 |
EP3696514A1 (en) | 2020-08-19 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
EP2606330B1 (en) | Method for the self-monitoring of a ceramic pressure measuring cell of a capacitive pressure sensor and an evaluation circuit for carrying out the method | |
DE3427743A1 (en) | METHOD FOR TEMPERATURE COMPENSATION AND MEASURING CIRCUIT THEREFOR | |
EP0883097A2 (en) | Device for transmitting signals between a transmitter and a receiver | |
EP3696514B1 (en) | Sensor assembly and method for operating a sensor assembly | |
EP2187175B1 (en) | Measuring transducer | |
EP0204897B1 (en) | Method and device for controlling the mark-to-space ratio of an electric signal | |
DE102019129264A1 (en) | Method for monitoring the function of a capacitive pressure measuring cell | |
EP2348326A2 (en) | Current sensor unit and method for signal and/or data transfer | |
DE3337041C1 (en) | Circuit device for logarithmization and digitization of analog signals | |
EP1156299A1 (en) | Measuring transducer for potentiometric position sensors and method for adjusting the parameters | |
DE102022105693B3 (en) | Method for operating a pressure measuring cell of a capacitive pressure sensor | |
EP0514634A1 (en) | Process for correcting measurement errors | |
EP1750098B1 (en) | Measuring apparatus | |
EP0456168A2 (en) | Device for the analogue-digital conversion of a measured quantity, generated by transducers disposed in a bridge circuit, in particular by gauges in a weighing cell | |
EP3255797B1 (en) | Switching assembly | |
DE102022114936B4 (en) | VOLTAGE MEASUREMENT ARRANGEMENT WITH A MICROCONTROLLER | |
EP3019828B1 (en) | Measuring transducer for converting an analogue electrical input signal into an analog electrical output signal | |
DE2305204A1 (en) | SYSTEM FOR CONVERTING AN INPUT SIGNAL INTO A LOGARITHMIC VALUE | |
DE102012005994B4 (en) | Piezoelectric drive for a valve, piezo valve with such a drive and method for operating and producing a piezo valve | |
EP0877261B1 (en) | PC based dose/doseratemeter for ionizing radiation | |
DE102022201923B3 (en) | Method and circuit arrangement for determining an inductance of a measuring coil and use therefor | |
DE102017208170A1 (en) | Method for monitoring operation of a binary interface and corresponding binary interface | |
DE102011014317B4 (en) | Sensor monitoring of a position measuring device by means of heat noise | |
DE102021211092A1 (en) | Device and method for determining sampling points of a signal pulse | |
WO2002084883A2 (en) | Method and circuit for linearising non-linear curves |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
STAA | Information on the status of an ep patent application or granted ep patent |
Free format text: STATUS: EXAMINATION IS IN PROGRESS |
|
PUAI | Public reference made under article 153(3) epc to a published international application that has entered the european phase |
Free format text: ORIGINAL CODE: 0009012 |
|
17P | Request for examination filed |
Effective date: 20190214 |
|
AK | Designated contracting states |
Kind code of ref document: A1 Designated state(s): AL AT BE BG CH CY CZ DE DK EE ES FI FR GB GR HR HU IE IS IT LI LT LU LV MC MK MT NL NO PL PT RO RS SE SI SK SM TR |
|
AX | Request for extension of the european patent |
Extension state: BA ME |
|
GRAP | Despatch of communication of intention to grant a patent |
Free format text: ORIGINAL CODE: EPIDOSNIGR1 |
|
STAA | Information on the status of an ep patent application or granted ep patent |
Free format text: STATUS: GRANT OF PATENT IS INTENDED |
|
INTG | Intention to grant announced |
Effective date: 20201002 |
|
STAA | Information on the status of an ep patent application or granted ep patent |
Free format text: STATUS: GRANT OF PATENT IS INTENDED |
|
GRAS | Grant fee paid |
Free format text: ORIGINAL CODE: EPIDOSNIGR3 |
|
GRAA | (expected) grant |
Free format text: ORIGINAL CODE: 0009210 |
|
STAA | Information on the status of an ep patent application or granted ep patent |
Free format text: STATUS: THE PATENT HAS BEEN GRANTED |
|
RBV | Designated contracting states (corrected) |
Designated state(s): AL AT BE BG CH CY CZ DE DK EE ES FI FR GB GR HR HU IE IS IT LI LT LU LV MC MK MT NL NO PL PT RO RS SE SI SK SM TR |
|
AK | Designated contracting states |
Kind code of ref document: B1 Designated state(s): AL AT BE BG CH CY CZ DE DK EE ES FI FR GB GR HR HU IE IS IT LI LT LU LV MC MK MT NL NO PL PT RO RS SE SI SK SM TR |
|
REG | Reference to a national code |
Ref country code: GB Ref legal event code: FG4D Free format text: NOT ENGLISH |
|
REG | Reference to a national code |
Ref country code: AT Ref legal event code: REF Ref document number: 1380269 Country of ref document: AT Kind code of ref document: T Effective date: 20210415 Ref country code: CH Ref legal event code: NV Representative=s name: ICB INGENIEURS CONSEILS EN BREVETS SA, CH Ref country code: CH Ref legal event code: EP |
|
REG | Reference to a national code |
Ref country code: DE Ref legal event code: R096 Ref document number: 502019001139 Country of ref document: DE |
|
REG | Reference to a national code |
Ref country code: IE Ref legal event code: FG4D Free format text: LANGUAGE OF EP DOCUMENT: GERMAN |
|
REG | Reference to a national code |
Ref country code: FI Ref legal event code: FGE |
|
REG | Reference to a national code |
Ref country code: LT Ref legal event code: MG9D |
|
REG | Reference to a national code |
Ref country code: NL Ref legal event code: MP Effective date: 20210407 |
|
PG25 | Lapsed in a contracting state [announced via postgrant information from national office to epo] |
Ref country code: HR Free format text: LAPSE BECAUSE OF FAILURE TO SUBMIT A TRANSLATION OF THE DESCRIPTION OR TO PAY THE FEE WITHIN THE PRESCRIBED TIME-LIMIT Effective date: 20210407 Ref country code: LT Free format text: LAPSE BECAUSE OF FAILURE TO SUBMIT A TRANSLATION OF THE DESCRIPTION OR TO PAY THE FEE WITHIN THE PRESCRIBED TIME-LIMIT Effective date: 20210407 Ref country code: NL Free format text: LAPSE BECAUSE OF FAILURE TO SUBMIT A TRANSLATION OF THE DESCRIPTION OR TO PAY THE FEE WITHIN THE PRESCRIBED TIME-LIMIT Effective date: 20210407 Ref country code: BG Free format text: LAPSE BECAUSE OF FAILURE TO SUBMIT A TRANSLATION OF THE DESCRIPTION OR TO PAY THE FEE WITHIN THE PRESCRIBED TIME-LIMIT Effective date: 20210707 |
|
PG25 | Lapsed in a contracting state [announced via postgrant information from national office to epo] |
Ref country code: GR Free format text: LAPSE BECAUSE OF FAILURE TO SUBMIT A TRANSLATION OF THE DESCRIPTION OR TO PAY THE FEE WITHIN THE PRESCRIBED TIME-LIMIT Effective date: 20210708 Ref country code: IS Free format text: LAPSE BECAUSE OF FAILURE TO SUBMIT A TRANSLATION OF THE DESCRIPTION OR TO PAY THE FEE WITHIN THE PRESCRIBED TIME-LIMIT Effective date: 20210807 Ref country code: PL Free format text: LAPSE BECAUSE OF FAILURE TO SUBMIT A TRANSLATION OF THE DESCRIPTION OR TO PAY THE FEE WITHIN THE PRESCRIBED TIME-LIMIT Effective date: 20210407 Ref country code: LV Free format text: LAPSE BECAUSE OF FAILURE TO SUBMIT A TRANSLATION OF THE DESCRIPTION OR TO PAY THE FEE WITHIN THE PRESCRIBED TIME-LIMIT Effective date: 20210407 Ref country code: NO Free format text: LAPSE BECAUSE OF FAILURE TO SUBMIT A TRANSLATION OF THE DESCRIPTION OR TO PAY THE FEE WITHIN THE PRESCRIBED TIME-LIMIT Effective date: 20210707 Ref country code: PT Free format text: LAPSE BECAUSE OF FAILURE TO SUBMIT A TRANSLATION OF THE DESCRIPTION OR TO PAY THE FEE WITHIN THE PRESCRIBED TIME-LIMIT Effective date: 20210809 Ref country code: SE Free format text: LAPSE BECAUSE OF FAILURE TO SUBMIT A TRANSLATION OF THE DESCRIPTION OR TO PAY THE FEE WITHIN THE PRESCRIBED TIME-LIMIT Effective date: 20210407 Ref country code: RS Free format text: LAPSE BECAUSE OF FAILURE TO SUBMIT A TRANSLATION OF THE DESCRIPTION OR TO PAY THE FEE WITHIN THE PRESCRIBED TIME-LIMIT Effective date: 20210407 |
|
REG | Reference to a national code |
Ref country code: DE Ref legal event code: R097 Ref document number: 502019001139 Country of ref document: DE |
|
PG25 | Lapsed in a contracting state [announced via postgrant information from national office to epo] |
Ref country code: SK Free format text: LAPSE BECAUSE OF FAILURE TO SUBMIT A TRANSLATION OF THE DESCRIPTION OR TO PAY THE FEE WITHIN THE PRESCRIBED TIME-LIMIT Effective date: 20210407 Ref country code: ES Free format text: LAPSE BECAUSE OF FAILURE TO SUBMIT A TRANSLATION OF THE DESCRIPTION OR TO PAY THE FEE WITHIN THE PRESCRIBED TIME-LIMIT Effective date: 20210407 Ref country code: EE Free format text: LAPSE BECAUSE OF FAILURE TO SUBMIT A TRANSLATION OF THE DESCRIPTION OR TO PAY THE FEE WITHIN THE PRESCRIBED TIME-LIMIT Effective date: 20210407 Ref country code: SM Free format text: LAPSE BECAUSE OF FAILURE TO SUBMIT A TRANSLATION OF THE DESCRIPTION OR TO PAY THE FEE WITHIN THE PRESCRIBED TIME-LIMIT Effective date: 20210407 Ref country code: RO Free format text: LAPSE BECAUSE OF FAILURE TO SUBMIT A TRANSLATION OF THE DESCRIPTION OR TO PAY THE FEE WITHIN THE PRESCRIBED TIME-LIMIT Effective date: 20210407 Ref country code: CZ Free format text: LAPSE BECAUSE OF FAILURE TO SUBMIT A TRANSLATION OF THE DESCRIPTION OR TO PAY THE FEE WITHIN THE PRESCRIBED TIME-LIMIT Effective date: 20210407 Ref country code: DK Free format text: LAPSE BECAUSE OF FAILURE TO SUBMIT A TRANSLATION OF THE DESCRIPTION OR TO PAY THE FEE WITHIN THE PRESCRIBED TIME-LIMIT Effective date: 20210407 |
|
PLBE | No opposition filed within time limit |
Free format text: ORIGINAL CODE: 0009261 |
|
STAA | Information on the status of an ep patent application or granted ep patent |
Free format text: STATUS: NO OPPOSITION FILED WITHIN TIME LIMIT |
|
26N | No opposition filed |
Effective date: 20220110 |
|
PG25 | Lapsed in a contracting state [announced via postgrant information from national office to epo] |
Ref country code: IS Free format text: LAPSE BECAUSE OF FAILURE TO SUBMIT A TRANSLATION OF THE DESCRIPTION OR TO PAY THE FEE WITHIN THE PRESCRIBED TIME-LIMIT Effective date: 20210807 Ref country code: AL Free format text: LAPSE BECAUSE OF FAILURE TO SUBMIT A TRANSLATION OF THE DESCRIPTION OR TO PAY THE FEE WITHIN THE PRESCRIBED TIME-LIMIT Effective date: 20210407 |
|
PG25 | Lapsed in a contracting state [announced via postgrant information from national office to epo] |
Ref country code: IT Free format text: LAPSE BECAUSE OF FAILURE TO SUBMIT A TRANSLATION OF THE DESCRIPTION OR TO PAY THE FEE WITHIN THE PRESCRIBED TIME-LIMIT Effective date: 20210407 |
|
PG25 | Lapsed in a contracting state [announced via postgrant information from national office to epo] |
Ref country code: MC Free format text: LAPSE BECAUSE OF FAILURE TO SUBMIT A TRANSLATION OF THE DESCRIPTION OR TO PAY THE FEE WITHIN THE PRESCRIBED TIME-LIMIT Effective date: 20210407 |
|
REG | Reference to a national code |
Ref country code: BE Ref legal event code: MM Effective date: 20220228 |
|
PG25 | Lapsed in a contracting state [announced via postgrant information from national office to epo] |
Ref country code: LU Free format text: LAPSE BECAUSE OF NON-PAYMENT OF DUE FEES Effective date: 20220214 |
|
PG25 | Lapsed in a contracting state [announced via postgrant information from national office to epo] |
Ref country code: IE Free format text: LAPSE BECAUSE OF NON-PAYMENT OF DUE FEES Effective date: 20220214 |
|
PG25 | Lapsed in a contracting state [announced via postgrant information from national office to epo] |
Ref country code: BE Free format text: LAPSE BECAUSE OF NON-PAYMENT OF DUE FEES Effective date: 20220228 |
|
PGFP | Annual fee paid to national office [announced via postgrant information from national office to epo] |
Ref country code: AT Payment date: 20240220 Year of fee payment: 6 |
|
PG25 | Lapsed in a contracting state [announced via postgrant information from national office to epo] |
Ref country code: MK Free format text: LAPSE BECAUSE OF FAILURE TO SUBMIT A TRANSLATION OF THE DESCRIPTION OR TO PAY THE FEE WITHIN THE PRESCRIBED TIME-LIMIT Effective date: 20210407 Ref country code: CY Free format text: LAPSE BECAUSE OF FAILURE TO SUBMIT A TRANSLATION OF THE DESCRIPTION OR TO PAY THE FEE WITHIN THE PRESCRIBED TIME-LIMIT Effective date: 20210407 |
|
PGFP | Annual fee paid to national office [announced via postgrant information from national office to epo] |
Ref country code: FI Payment date: 20240219 Year of fee payment: 6 Ref country code: DE Payment date: 20240219 Year of fee payment: 6 Ref country code: CH Payment date: 20240301 Year of fee payment: 6 Ref country code: GB Payment date: 20240219 Year of fee payment: 6 |
|
PG25 | Lapsed in a contracting state [announced via postgrant information from national office to epo] |
Ref country code: HU Free format text: LAPSE BECAUSE OF FAILURE TO SUBMIT A TRANSLATION OF THE DESCRIPTION OR TO PAY THE FEE WITHIN THE PRESCRIBED TIME-LIMIT; INVALID AB INITIO Effective date: 20190214 |
|
PGFP | Annual fee paid to national office [announced via postgrant information from national office to epo] |
Ref country code: FR Payment date: 20240222 Year of fee payment: 6 |